关键词： 降落伞充气   流固耦合   浸没边界方法   大涡模拟   亚格子模型  

摘要： 降落伞充气过程涉及复杂的流固耦合（FSI）现象，浸没边界（IB）方法作为一种边界非协调方法，适合处理这种非线性大变形FSI问题。本文将Mittal等提出的尖锐界面IB方法与大涡模拟（LES）相结合（LES/IB）应用于中高雷诺数（Re）降落伞绕流的模拟，亚格子（SGS）模型采用一种适合复杂外形非均匀湍流的动态Vreman模型。通过经典的圆柱绕流算例（Re=3900）验证所发展的LES/IB方法的准确性，并针对刚性伞绕流分析流体求解器的网格无关性和并行计算性能。在此基础上，结合非线性有限元方法，建立中高雷诺数下降落伞充气的FSI模拟方法。通过分析比较典型的圆伞和十字伞充气过程中的气动性能和结构响应，验证了本文建立的FSI方法的可靠性。

关键词： 高强铝合金   箱形截面柱   偏心受压   静力试验   有限元分析   稳定承载力  

摘要： 为了研究7A04-T6高强铝合金偏心受压构件的稳定性能，进行了8根箱形截面柱偏压静力试验研究。分析了材料力学性能、偏压柱破坏模式和稳定承载力；基于验证的有限元分析模型，对不同偏心率、截面宽高比、板件宽厚比和构件长细比的高强铝合金箱形偏压柱进行了参数分析。结果表明：7A04-T6高强铝合金材料的平均名义屈服强度为536MPa，明显高于6XXX系列普通强度铝合金；N-M曲线随构件长细比的增大从倾斜直线发展为半椭圆形再到平行直线；我国GB50429-2007对7A04-T6高强铝合金箱形偏压构件稳定承载力的预测最保守，承载力低估达28%，美国AA-2020和连续强度法的预测结果中有近50%的数据点偏于不安全；欧洲EN1999-1-1对于绕强轴失稳的箱形偏压构件稳定承载力的预测精度较高，而对于绕弱轴失稳的箱形偏压构件稳定承载力的预测结果的离散性最高。基于我国GB50429-2007修正的计算公式可以显著提高7A04-T6高强铝合金箱形偏压柱稳定承载力的预测精度，计算结果的离散性明显降低。

关键词： 既有建筑   钢框架结构   节点加固   有限元分析   碳排放计算  

摘要： 随着在役钢结构存量和服役时间的提高，既有钢结构加固成为重要需求。针对8度抗震设防地区的在役多层钢框架结构的变截面梁柱节点焊缝质量、强柱弱梁不满足要求的情况，提出三种不同加固方案并采用有限元数值模拟进行加固后节点抗震性能研究。通过施加轴力和梁端循环荷载，分析了加固后节点的应力发展、破坏模式、滞回性能，及主要性能指标，对比了不同加固方案的性能、成本和碳排放量。三种加固方案与原节点相比，极限承载力分别提高了20.29%、19.67%和22.62%，节点延性有所提升，且均表现出良好的滞回性能和耗能能力，综合考虑用钢量、加固成本和加固碳排放量，在梁上下翼缘分别焊接三角形钢板为最优加固形式。各方案的加固性能和结果可为既有钢框架梁柱节点的加固设计提供参考。

关键词： 第三腰椎横突综合征   有限元分析   美式整脊   腰椎斜扳法  

摘要： 目的:基于有限元分析方法探讨美式整脊法干预第三腰椎综合征模型后的位移及压力分布。方法:2021年3月选取1例23岁男性右侧第三腰椎横突综合征患者的CT及MRI图像,采用Mimics、CATIA建立3D stl模型,将数据导入Hypermesh、Abaqus&ANSYS软件,调整患侧材料的弹性模量、泊松比,建立其有限元模型。依据美式整脊法与腰椎斜扳法两者操作体位与动作套路接近但着力点与施力方向存在区别设计对照比较,试验组模拟美式整脊法以模型健侧（左侧）卧位,其L3的上终板,L3以下部分随体位相应扭动,对L4、L5棘突及L4上关节突形成的平面施加垂直向前大小为246N的推力;对照组模拟腰椎斜扳法,要求模型健侧（左侧）卧位,固定L4上终板,沿L3椎体纵轴做水平旋后的扭动,将此时扭向上的接触力大小设为246N。比较两种手法干预后L1-L5椎体、椎间盘、关节突、横突间肌的位移及应力差异。结果：（1）荷载安全状态下,对模型施加246 N测试力,最大椎体位移发生在对照组L3椎体右侧（1.197 mm）,试验组L1-L5椎体位移均小于对照组（P<0.05）。（2）最大椎体应力发生在对照组L3椎体右侧（98.425 MPa）,试验组各椎体应力均小于对照组（P<0.05）。（3）最大椎间盘应力发生在对照组L2,3椎间盘右侧（6.282 MPa）。（4）最大关节突应力发生在试验组L4上关节突右侧（1.587 MPa）,试验组L1下左侧及L2上下左侧关节突应力小于对照组（P<0.05）。（5）最大横突间肌应力在对照组L3,4右侧近L3横突端（31.960 MPa）,试验组横突间肌L2,3与L4,5应力小于对照组（P<0.05）。结论:美式整脊治疗L3横突综合征能够精确打击目标痛点,形成小应力低牵张状态,从而减少组织间因椎间关节运动后形成高张而再损伤的可能性,较为安全。美式整脊手法的应用将是对第三腰椎横突综合征传统治疗方案的新补充。

关键词： 耦合误差   接触式超声测量   螺栓应力   有限元仿真  

摘要： 螺栓连接的应力监测是评估机械系统结构健康的关键，基于渡越时间的超声测量方法在这一领域具有广阔的应用前景。然而，耦合层的流动性会显著降低超声方法的鲁棒性。因此，本文提出了一种基于耦合误差补偿的螺栓轴向应力接触式超声测量方法。首先根据声弹性理论，考虑耦合剂的流动性，建立了耦合误差补偿模型，分析了耦合剂厚度对模型的影响。同时通过有限元仿真验证了该方法的有效性，结果与推导结果一致。最后，利用搭建的测量实验平台对该方法进行了实验验证。结果表明，采用该方法进行补偿后，应力测量误差保持在5%以内，对提高螺栓轴向应力超声测量方法的实用性具有重要意义。

关键词： 加高坝体   桩承加筋土   防渗连接结构   力学特性   有限元分析  

摘要： 原址加高扩建土石坝时，加高后的坝体需要新旧防渗体联合防渗。防渗连接体的变形问题直接影响加高坝体的防渗能力，为控制防渗连接体变形的协调性，本文提出桩承加筋结构加固防渗连接体。采用有限元方法，研究桩承加筋土复合防渗连接结构及加高坝体的力学特性，探讨桩承加筋土复合防渗连接结构控制防渗连接体变形协调的可行性。研究结果表明：防渗墙拉应力较小或没有，几乎不会对整体产生影响。桩承加筋结构可以减小防渗墙、趾板和连接板的沉降，可以有效控制防渗连接结构的不均匀变形。加高坝体最大沉降出现在新加坝体中部，1/2～2/3坝高处。加高坝体应力分布较合理，由于防渗墙和桩基模量较大，存在应力集中现象。加固后加高坝体的变形也出现减小，说明桩承加筋结构对加高坝体变形控制起作用。

关键词： 超高性能混凝土   装配式梁柱节点   有限元分析   参数分析   抗震性能  

摘要： 为解决装配式框架结构钢筋套筒连接操作繁琐、节点核心区钢筋密度大等问题，提出了一种采用超高性能混凝土浇筑核心区的新型装配式梁柱连接节点。为研究新型框架节点的抗震性能，通过有限元数值分析方法，对1个整浇梁柱节点试件和2个新型装配式梁柱节点试件进行数值模拟。为了探究轴压比和核心区混凝土强度对新型框架节点抗震性能的影响规律，改变JD-1的轴压比参数为0.1、0.2、0.3、0.4以及混凝土强度为C40、C50、C60、UC120、UC140、UC160。结果表明：有限元模拟与试验结果吻合良好；提高节点核心区混凝土强度可以显著增强节点的承载能力，当UHPC强度达到UC120后，再提高UHPC强度对节点承载能力提升效果不大；随着轴压比的增大节点延性逐渐降低，节点峰值荷载变化较小，轴压比对节点承载力影响不大。

关键词： 虚拟同步发电机   分数阶微积分   径向基函数神经网络   自适应调节  

摘要： 虚拟同步机(VSG)控制策略在逆变器并网运行中为其提供了惯量与阻尼，增加了系统的频率和电压的支撑能力。然而，引入的虚拟惯性可能导致逆变器并网有功在扰动情况下出现动态振荡和功率超调，并且虚拟惯性与阻尼会使系统的响应速度变慢。针对这一问题，本文首先建立分数阶VSG数学模型，引入可调参数增加系统的自由度。然后，设计径向基函数(RBF)神经网络对VSG的转动惯量和阻尼系数进行在线自适应调节，将调节后的转动惯量、阻尼系数和可调参数应用于分数阶VSG控制器。最后，通过MATLAB/Simulink仿真比较传统策略与文章提出的控制策略的动态响应，仿真结果表明，所提出的控制策略能够显著抑制系统在发生扰动时输出有功功率和输出频率的振荡和超调，且具有良好的动态响应，验证了所提控制策略的有效性。

关键词： 伸缩筒   动力学   有限元   降压   发射精度  

摘要： 为降低弹射载荷并提高火箭的发射精度，提出了一种伸缩筒燃气弹射系统。基于理论分析和数值计算方法研究了该弹射系统的动力学特性。火箭出筒速度的仿真值和理论值的最大相对误差为-0.98%，验证了该弹射系统有限元模型的正确性。基于有限元模型，开展了该弹射系统的降压效果及发射角度、推力偏心和风载荷对火箭运动姿态和内筒振动响应影响的研究。结果表明：相比单筒弹射系统，该弹射系统的平均降压效果和最大降压效果约为30.3%和35.1%；发射角度、推力偏心和风载荷越大，火箭运动姿态与内筒振动响应越恶劣；其中，发射角度是影响火箭发射精度的主要因素，且发射角度对发射精度的最大影响效果是其他两个因素最大影响效果的2.3～4.4倍。该研究成果可为伸缩筒燃气弹射系统的设计与优化提供参考。

关键词： 多模式交通运输网   复杂网络   拓扑结构   耦合脆弱性   改善策略  

摘要： 构建了多模式交通网拓扑模型，在经典的拓扑结构测度指标基础上，从多方式竞争与合作关系角度出发，提出了耦合强度、控制度和协同度等适用于多模式交通网的耦合脆弱性评估方法；利用Python仿真，对比分析了云南省2019年交通网与“十四五”规划交通网的拓扑结构耦合脆弱性，以验证评估指标的有效性，并针对规划交通网的脆弱性提出改善策略。结果表明：规划网络与2019年现状网络相比，空铁联运效率得到大幅度提升，其耦合强度值从0.2667提升到0.6364，各运输方式间的可替代性增强，线路冗余性增加，有效降低了网络脆弱性；公路网脆弱性低于铁路网和航空网，少数几个关键节点能够对铁路网、航空网产生近60%的网络效率控制度，保护关键节点能够有效提升网络抗毁性；铁路网、航空网有待合理扩大建设规模，从而增强部分地区的运输方式多样性，以降低网络脆弱性。研究提出的多模式交通网络耦合脆弱性评估方法可为深入分析各运输方式间的竞争与合作关系、系统辨识交通基础设施建设薄弱环节提供技术支持。